一种主从式低功耗无线自组网络的组网的方法技术

本发明专利技术公开了一种主从式低功耗无线自组网络的组网的方法，主从式低功耗无线自组网的方法包括以下步骤：网关节点上电初始化，传感器节点上电初始化；网关节点主动向传感器节点发出广播唤醒命令唤醒传感器节点；网关节点下发点名指令，各传感器节点向网关节点发送自己的地址；网关节点下发组网指令，各传感器节点向网关节点发送自己、以及其临近传感器节点的信息；网关节点主动登记各个传感器节点信息；网关节点将传感器节点地址登记完成后，网关节点发送组网结束命令，传感器节点进入低功耗模式。本发明专利技术具有组网速度快，传感器节点功耗低的优点。

A networking method of master-slave low power wireless ad hoc network

【技术实现步骤摘要】
一种主从式低功耗无线自组网络的组网的方法
本专利技术属于无线自组网络
，具体涉及一种主从式低功耗自组网络的自组方法。
技术介绍
无线自组网是由一组带有无线收发装置的可移动节点所组成的一个临时性、多跳自治系统，它不依赖于预设的基础设施，具有可临时组网、快速展开、无控制中心、抗毁性强等特点。无线自组网节点天线能够快速地接收到邻近节点的无线信号，节点的路由器节点再根据当时的相邻节点位置，启动路由算法，自动调整节点之间的通信关系，形成新的网络拓扑结构。无线传感网络主要应用于需要周期性地读取网络中所有传感器节点实时数据，如温度、湿度、流量、压力、流速、空气指标等数据采集。无线传感器自组网络中，各个节点的传感器产品往往是无法使用市电供电的，而是采用电池供电，由于传统的自组网络技术通讯时间长、数据包大，导致传感器节点功耗大，靠电池供电不能满足需求，限制了传感器自组网络的推广应用。目前传感器节点只存储自己的信息，没有附近节点的信息，另外目前无线组网的时候，需要提前人工登记安装的传感器节点的地址（编号）；人工登记的传感器节点地址要提前输入基网管节点或者通过远程下载到网管节点，当需要更换某个节点的时候，需要重新登记组网，非常不方便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种组网速度快、功耗低的主从式低功耗无线自组网络的组网的方法。基于以上目的，本专利技术采取以下技术方案：一种主从式低功耗无线自组网络的组网的方法，所述主从式低功耗无线自组网络包括网关节点和传感器节点，所述主从式低功耗无线自组网的方法包括以下步骤：网关节点上电初始化，传感器节点上电初始化；网关节点向传感器节点主动发出广播唤醒指令；各传感器节点在收到网关节点发出的广播唤醒指令后，打开无线，进入接收模式；若设定的第一预设时间到，网关节点下发点名指令；传感器节点判断在第一预设时间内是否接收到点名指令；若在第一预设时间内收到点名指令，传感器节点向网关节点上传自己的地址以及上行、下行信号强度的信息，网关节点主动登记各个传感器节点的地址以及相应的上行、下行信号强度；传感器节点向网关节点上传自己的地址以及上行、下行信号强度的信息时，还接收其临近的传感器节点的地址以及上行、下行信号强度的信息，并保存接收的正确信息；若设定的第二预设时间到，网关节点下发组网指令；传感器节点判断在第二预设时间内是否接收到组网指令；若在第二预设时间内收到组网指令，传感器节点向网关节点上传自己的地址以及上行、下行信号强度的信息，同时上传其保存的临近的传感器节点的地址及上行、下行信号强度信息；网关节点对接收到的信息进行分析处理，确定整个网络拓扑结构；若设定的第三预设时间到，网关节点下发组网结束命令，网关节点进入采样模式；传感器节点判断在第三预设时间内是否收到组网结束命令；若在第三预设时间内收到组网结束指令，则关闭无线，进入低功耗模式；若在第三预设时间内未收到网关节点下发组网结束命令，传感器节点主动进入低功耗模式，组网完成。进一步地，若传感器节点在第一预设时间内未收到点名指令，也未收到临近传感器节点向网关节点上传的地址、上行、下行信号强度信息，则进入低功耗模式；若传感器节点在第一预设时间内未收到点名指令，但是接收到相邻传感器节点向网关节点上传其自己的地址、以及上行、下行信号强度的信息时，则未收到点名指令传感器节点向网关节点上传自己的地址、以及上行、下行信号强度的信息，同时将接收到的临近传感器节点的正确信息保存起来。进一步地，若传感器节点在第二预设时间内未收到组网指令，同时若也未收到临近传感器节点向网关节点上传的地址、上行、下行信号强度信息，未收到组网指令的传感器节点则进入低功耗模式；若传感器节点在第二预设时间内未收到组网指令，但接收到临近传感器节点有向网关节点上传信息，未收到组网指令的向网关节点上传自己的地址、上行、下行信号强度，同时上传其保存的临近传感器节点的地址、上行、下行信号强度。进一步地，进入低功耗模式的传感器节点直至预设的唤醒条件触发，把处于低功耗模式的传感器节点唤醒，传感器节点才打开无线发送，接收网关节点下发的设置及命令，上传数据信息。进一步地，组网完成后，网关节点和传感器节点均处于采样模式；若网关节点处于采样模式，根据预设的采样时间定时下发请求读取采样数据信息指令；相应传感器节点判断在预设采样时间内是否收到请求读取采样数据信息的指令；若在预设采样时间内收到请求读取采样数据信息的指令，则相应传感器节点根据请求指令上传自己采集的数据信息；若在预设采样时间内未收到请求读取采样数据信息的指令，则相应传感器节点主动上传自己采集的数据信息；网关节点接收到相应传感器节点上传的数据信息后，向相应的传感器节点回应“确认”信息，相应传感器节点收到网关节点的“确认”回应后，进入低功耗模式；若是超过预设回应时间相应传感器节点仍未收到网关节点的“确认”回应，相应传感器节点主动进入低功耗模式。进一步地，所述网关节点上电初始化后，会先判断自己的网络组网是否已经完成，若组网完成，则进入预设的采样模式；若尚未完成组或者收到从新组网的指令，则网关节点向传感器节点主动发出广播唤醒指令，进入组网模式。进一步地，所述传感器节点上电初始化后，会先判断自己硬件是否正常、是否有接收的指令未完成；若硬件正常且无未完成的指令，则在接收到网关节点发出新指令时，根据新指令内容向网关节点发送相应的信息；若硬件正常但有未完成的指令，则在接收到网关节点发出新指令时，先执行未完成的指令所对应的工作，并存储相应的数据信息，接着执行新指令对应的工作，完成新指令并存储相应的数据信息；若硬件异常，则生产故障信息，在接收到网关节点发出的指令时，向网关节点发送故障信息。进一步地，所述网关节点登记新增的传感器节点信息时，在新增传感器节点安装完毕后，唤醒新增传感器节点的主动上传功能，该新增传感器节点就把自己的地址信息上传，网关节点在收到新增传感器节点的上传信息后，对新增的传感器节点进行登记，并对新增的传感器节点发送确认信息，新增传感器节点加入成功。进一步地，所述网关节点采用市电供电。进一步地，所述网关节点配置有高增益天线。进一步地，所述网关节点与传感器节点的通讯数据采用十六进制数据，传感器节点地址为12位，采用BCD码存储。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术中的传感器节点部署完毕后，在网关节点发起组网的时候，不用提前预置传感器节点地址通配符的条件下，结合地址通配符，利用无线冲突的机制，网关节点快速自动登记各个传感器节点地址，避免遍历式的地址排查登记，大大提高组网速度；并且地址登记后，各个传感器节点全部关闭无线监听，进入低功耗模式，只有当相应触发条件满足，传感器节点被唤醒，才打开无线，发送数据、接受网关节点下发的设置及命令，该种模式传感器节点功耗较低。2、本专利技术利用无线传感器网络本身本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主从式低功耗无线自组网络的组网的方法，其特征在于：所述主从式低功耗无线自组网络包括网关节点和传感器节点，所述主从式低功耗无线自组网的方法包括以下步骤：/n网关节点上电初始化，传感器节点上电初始化；/n网关节点向传感器节点主动发出广播唤醒指令；/n各传感器节点在收到网关节点发出的广播唤醒指令后，打开无线，进入接收模式；/n若设定的第一预设时间到，网关节点下发点名指令；/n传感器节点判断在第一预设时间内是否接收到点名指令；/n若在第一预设时间内收到点名指令，传感器节点向网关节点上传自己的地址以及上行、下行信号强度的信息，网关节点主动登记各个传感器节点的地址以及相应的上行、下行信号强度；传感器节点向网关节点上传自己的地址以及上行、下行信号强度的信息时，还接收其临近的传感器节点的地址以及上行、下行信号强度的信息，并保存接收的正确信息；/n若设定的第二预设时间到，网关节点下发组网指令；/n传感器节点判断在第二预设时间内是否接收到组网指令；/n若在第二预设时间内收到组网指令，传感器节点向网关节点上传自己的地址以及上行、下行信号强度的信息，同时上传其保存的临近的传感器节点的地址及上行、下行信号强度信息；网关节点对接收到的信息进行分析处理，确定整个网络拓扑结构；/n若设定的第三预设时间到，网关节点下发组网结束命令，网关节点进入采样模式；/n传感器节点判断在第三预设时间内是否收到组网结束命令；/n若在第三预设时间内收到组网结束指令，则关闭无线，进入低功耗模式；若在第三预设时间内未收到网关节点下发组网结束命令，传感器节点主动进入低功耗模式，组网完成。/n...

【技术特征摘要】
1.一种主从式低功耗无线自组网络的组网的方法，其特征在于：所述主从式低功耗无线自组网络包括网关节点和传感器节点，所述主从式低功耗无线自组网的方法包括以下步骤：
网关节点上电初始化，传感器节点上电初始化；
网关节点向传感器节点主动发出广播唤醒指令；
各传感器节点在收到网关节点发出的广播唤醒指令后，打开无线，进入接收模式；
若设定的第一预设时间到，网关节点下发点名指令；
传感器节点判断在第一预设时间内是否接收到点名指令；
若在第一预设时间内收到点名指令，传感器节点向网关节点上传自己的地址以及上行、下行信号强度的信息，网关节点主动登记各个传感器节点的地址以及相应的上行、下行信号强度；传感器节点向网关节点上传自己的地址以及上行、下行信号强度的信息时，还接收其临近的传感器节点的地址以及上行、下行信号强度的信息，并保存接收的正确信息；
若设定的第二预设时间到，网关节点下发组网指令；
传感器节点判断在第二预设时间内是否接收到组网指令；
若在第二预设时间内收到组网指令，传感器节点向网关节点上传自己的地址以及上行、下行信号强度的信息，同时上传其保存的临近的传感器节点的地址及上行、下行信号强度信息；网关节点对接收到的信息进行分析处理，确定整个网络拓扑结构；
若设定的第三预设时间到，网关节点下发组网结束命令，网关节点进入采样模式；
传感器节点判断在第三预设时间内是否收到组网结束命令；
若在第三预设时间内收到组网结束指令，则关闭无线，进入低功耗模式；若在第三预设时间内未收到网关节点下发组网结束命令，传感器节点主动进入低功耗模式，组网完成。


2.如权利要求3所述主从式低功耗无线自组网络的组网的方法，其特征在于：若传感器节点在第一预设时间内未收到点名指令，也未收到临近传感器节点向网关节点上传的地址、上行、下行信号强度信息，则进入低功耗模式；
若传感器节点在第一预设时间内未收到点名指令，但是接收到相邻传感器节点向网关节点上传其自己的地址、以及上行、下行信号强度的信息时，则未收到点名指令传感器节点向网关节点上传自己的地址、以及上行、下行信号强度的信息，同时将接收到的临近传感器节点的正确信息保存起来。


3.如权利要求3所述主从式低功耗无线自组网络的组网的方法，其特征在于：若传感器节点在第二预设时间内未收到组网指令，同时若也未收到临近传感器节点向网关节点上传的地址、上行、下行信号强度信息，未收到组网指令的传感器节点则进入低功耗模式；
若传感器节点在第二预设时间内未收到组网指令，但接收到临近传感器节点有向网关节点上传信息，未收到组网指令的向网关节点上传自己的地址、上行、下行信号强度，同时上传其保存的临近传感器节点的地址、上行、下行信号强度。


4.如权利要求2所述主从式低功耗无线自组网络的组网的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：石万里，谢智强，
申请(专利权)人：河南世友信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41